Измерение крутящего момента, оказываемого мышцами, имеет основополагающее значение для многих аспектов реабилитации, промышленного дизайна, эргономики и максимальной спортивной работы. Например, дизайнеры медицинского оборудования для пожилых проектных устройств, которые требуют небольшого крутящего момента для их работы, в то время как дизайнеры тренажеров ожидают, что их пользователи будут генерировать их много. Однако сам мускульный крутящий момент трудно определить и количественно определить неспециалистов.
О крутизне
Большинство людей знакомы с крутящим моментом как термином, если не обязательно, как концепция. Конкурирующие автопроизводители пробивают крутящий момент своих пикапов в фунтах стерлингов, и большинство водителей понимают необходимость использовать низкую передачу для лучшего крутящего момента при попытке вывести автомобиль из сугроба. Однако это не передает ничего о фундаментальной природе крутящего момента. Крутящий момент в его простейшем определении - это применение силы к объекту на оси. Это может означать передачу вашего автомобиля, в результате чего шины поворачиваются, или ваши собственные руки поворачивают торцевой ключ, чтобы ослабить гайку.
Определение крутящего момента мышц
Крутящий момент мышц следует одному и тому же основному стандарту, но он осложнен физиологией тела. Основная сила исходит от группы мышц, которые могут толкаться или тянуть. Ось в уравнении представляет собой сустав, который контролируется мышцами. Третьим фактором в расчете является длина вовлеченной конечности или группы мышц, которая определяет рычаги, используемые для применения силы. Все эти факторы вступают в игру при расчете крутящего момента. Основная математика осложняется тем, что некоторые мышцы нажимают, а другие тянут, а человеческие суставы работают в трех измерениях, а не в двух.
Расчет мышечного крутящего момента
Крутящий момент мышц рассчитывается путем взаимодействия этих трех факторов. Первая - это фактическая сила, создаваемая самими мышцами. Во-вторых, длина группы конечностей или мышц, применяющих силу, которая определяет, сколько рычагов можно применить. Это измерение упоминается в физиологии и биомеханике как «моментная рука». Третий фактор - это угол, образованный рычагом момента и суставом, в момент приложения силы. Таким образом, крутящий момент мышц - это сила, прикладываемая мышцами через моментную руку данной длины под заданным углом к суставу.
Математические осложнения
Фактический расчет мышечного крутящего момента может быть значительно сложнее. Начнем с того, что угол к соединению очень часто изменяется во время движения, создающего крутящий момент. Во-вторых, вращение сустава может быть не плоским, а трехмерным, как это бывает, когда кувшин бросает бейсбол. В-третьих, длина момента рука может меняться во время некоторых движений, так как соответствующие мышцы сокращаются. Необходимая математика для точного расчета мышечного крутящего момента находится вне диапазона среднего человека, но специалисты обычно могут получить точную меру в фунтах или Ньютонах.
